Im Rahmen des Transition-Projekts arbeiten deutsche Forscher an der Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterieprototypen. Das Projekt will einen zentralen Beitrag zu einer nachhaltigeren Energiespeicherstrategie in Deutschland leisten.
Professor Stefano Passerini und seine Mitarbeiterin Hyein Moon setzen an einer Handschuhbox eine Natrium-Ionen-Batterie zusammen.
Amadeus Bramsiepe / KIT
Forscher des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gegründeten Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) entwickeln gemeinsam mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) passende Aktivmaterialien und Elektrolyte für die Natrium-Ionen-Batterien der nächsten Generation. Die Arbeiten finden im Rahmen des Projekts Transition statt, das vom Bundesforschungsministerium mit 1,15 Millionen Euro gefördert wird.
Die Motivation hinter dem Projekt Transition ist laut den Forschern, einen zentralen Beitrag zu einer nachhaltigeren Energiespeicherstrategie in Deutschland zu leisten. "Angesichts der zunehmend steigenden Nachfrage nach Lithium und den in der Lithium-Technologie eingesetzten Rohstoffen wie Kobalt werden jedoch Bedenken hinsichtlich der zukünftigen und langfristigen Verfügbarkeit der kritischen Rohstoffe und der Kosten laut. In diesem Szenario stellen Natrium-Ionen-Batterien eine alternative, kostengünstige und umweltfreundlichere Energiespeichertechnologie dar", sagt Professor Stefano Passerini, Direktor des HIU.
Leistungsfähige, flüssige und polymere Natrium-Ionen-Batterien
Das Projekt Transition konzentriert sich auf die Entwicklung leistungsfähiger, flüssiger und polymerer Natrium-Ionen-Batterien, die auf der Kathodenseite Übergangsmetallschichtoxide und auf der Anodenseite Hartkohlenstoff aus Biomasse verwenden. "Dies ist das erste vom BMBF geförderte deutsche Konsortium, das an der Entwicklung hochskalierter Natrium-Ionen-Batterien arbeitet und ein breites Spektrum an Herausforderungen von der Materialentwicklung bis zur Herstellung von Prototypenzellen abdeckt", so Passerini. In dem Projekt soll sein Team einen innovativen, auf Biomasse basierenden Hartkohlenstoff in Kombination mit wässrigen Bindemitteln und Aluminium als Stromabnehmer entwickeln.
"Die Entwicklung von hochskalierten Prototypen der Natrium-Ionen-Batterien und das Erreichen der gewünschten Ziele stellen eine große Herausforderung dar, die sich nur in einem Netzwerk mit den komplementären Kompetenzen der Partner bewältigen lässt", sagt Passerini. Das Team der FSU koordiniert die Forschungsaktivitäten zur Entwicklung fortschrittlicher flüssiger und polymerer Elektrolyte, während das Team des ZSW die Entwicklung kobaltfreier Kathoden vorantreibt.